CC BY
102
УДК 528.77
Судариков В.Н., Калинина О.Н.
Оренбургский государственный университет E-mail: aninilak@mail.osu.ru
ДЕШИФРИРОВАНИЕ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ АНТИКЛИЗЫ ПО МЕЛКОМАСШТАБНЫМ КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ
Проведено дешифрирование космических снимков на территории южной части Волго-Ураль-ской антиклизы. Впервые выделены тектонические блоки земной коры, характеризующиеся своими специфическими геологическими особенностями и системой линеаментов. Сопоставление с геолого-геофизическими материалами выявило согласованность отдешифрированных линеаментов со структурным планом осадочного платформенного чехла и фундамента, а также приуроченность многих месторождений нефти и газа к кольцевым структурам. Выявлена древнейшая в регионе эндогенная Асекеевская макроструктура диаметром 460 км. По аналогии с подобными макроструктурами на древних щитах, формирование её связано с процессом становления и консолидации древних архейско-протерозойских пород, слагающих кристаллический фундамент.
Ключевые слова: линеамент, космоснимок, дешифрирование, осадочный чехол, кристаллический фундамент, Прикаспийская синеклиза, Асекеевская структура, тектонический блок.
Рассматриваемая территория находится в южной части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Недра сложены платформенным чехлом осадочных палеозойских толщ морского происхождения, в основании которого находится кристаллический фундамент, сложенный из метаморфических пород архейско-протерозойского возраста, лежащего на глубине около 4 км у границы с Прикаспийской си-неклизой.
На территорию западной части Оренбургской области сотрудниками Оренбургского геологического управления ещё в прошлом веке был собран обширный фондовый геологический материал, на основе которого была открыта основная масса месторождений нефти и газа [1]. Дальнейшие поиски месторождений углеводородов, залегающих на больших глубинах, связаны с необходимостью бурения глубоких скважин (3-4 км), что приводит к большим материальным затратам. В этой связи использование материалов дистанционного зондировании (ДЗ) уточняло стратегию поисков месторождений [5].
Работы по дешифрированию космических снимков высветили проблему в регионе - выявление тектонических блоков земной коры и сопоставление их со структурно-тектоническим планом платформенного чехла и кристаллического фундамента [1].
Подобные работы на описываемой территории проводились и ранее [5], [8]. Однако, они не выявляли наличия тектонических блоков на площади, существенно отличавшихся друг от
друга по геологическому строению и орографическим особенностям.
Выявление блоков земной коры (БЗК) важно потому, что это самостоятельные тектонические структуры, ограниченные разломами и линеаментами. В каждом БЗК свой набор слагающих его частей (орография, мощность и состав платформенных осадочных толщ, глубина залегания кристаллического фундамента и его рельефа, густота линеаментов и разломов, их доминирующая ориентировка, наличие кольцевых структур и др.). БЗК это системы, в которых слагающие его части находятся во взаимодействии и влияют на формирование и размещение месторождений.
Для решения выше названной проблемы были поставлены следующие задачи:
1. Выполнить детальное дешифрирование космических снимков с выделением тектонических блоков земной коры в южной части Волго-Уральской антиклизы;
2. Дать многоплановую характеристику выделенным блокам земной коры и выявит доминирующие системы линеаментов;
3. Определить связь дешифрируемых на космических снимках линеаментов и кольцевых структур со структурным планом осадочного чехла и кристаллического фундамента;
4. Выявить приуроченность месторождений нефти и газа к тектоническим структурам.
Материалы и методы
Для выполнения поставленных задач были предприняты следующие действия.
Изучение и анализ литературных источников.
Визуальное дешифрирование авторами мелкомасштабных космических снимков системы «Метеор». Для сравнения дешифрирование производилось на нескольких снимках разных масштабов - 1:9000000,1:5000000, 1:2500000, отснятых с различных направлений точек съёмки. Результаты дешифрирования разных снимков обобщались.
Полученные результаты дешифрирования сопоставлялись с геофизическими данными и данными бурения, то есть со структурными картами по разным горизонтам осадочного чехла и фундамента.
Результаты исследования
При дешифрировании космического снимка системы «Метеор» (№ 7244) масштаба 1 : 5254000 четко проявилась кольцевая макроструктура диаметром около 460 км, названная автором Асекеевской.
Она резко выделяется на поверхности возвышенным рельефом - полностью вмещает в себя Бугульминско-Белебеевскую возвышенность и расположена в южной части Волго-Уральской антеклизы (рисунок 1).
Структура имеет форму полукруга, с юга ограниченного крупным линеаментом, который трассируется в западной части по долине реки Малый Кинель, затем в приустьевой части долины реки Большой Кинель и сливается с Самарской излучиной. В восточной части линеа-мент выражен тонально более темной полосой. Он резко ограничивает с юга Бугульминско-Белебеевскую возвышенность, проходит вблизи истоков реки Салмыш и далее прослеживается до широтного поворота реки Белая в сторону Уральских гор (рисунок 1).
У Асекеевской макроструктуры имеется четыре концентра. Концентры четко дешифрируются по фототону, а на местности приурочены к дугообразным долинам рек или их притоков и разделяются дугообразными водоразделами.
Внешний (первый) концентр Асекеевской макроструктуры четко вписывается в изгибы рек Волга, Кама и Белая.
Второй концентр приурочен к долине реки Большой Черемшан, впадающей в реку Волга. В восточной части концентр проходит по подножью Бугулминско-Белебеевской возвышенности.
Третий концентр контролируется долиной реки Сок, впадающей в излучину реки Волга. В восточной части выражен тонально на возвышенности и прослеживается по небольшим притокам крупных рек, впадающих в реку Белая.
Четвертый концентр по дуговым изгибам рек Сарбай - приток реки Боьшой Кинель и реки Сургут - приток реки Сок. С восточной стороны концентр проходит по реке Ик.
В центре структуры наблюдается дуговой изгиб речки Мочагай.
Расстояние между внешним концентром и вторым чуть более 100 км. В западной части пространства между этими концентрами наблюдается северный участок Бугульминско-Белебеев-ской возвышенности, а в восточной части расположена возвышенная равнина, которую пересекают почти параллельно друг другу крупные притоки реки Белая - это Сюнь, Боза, Черма-сан, Дема, Уршак, Ашкадар. Истоки их расположены на склонах Бугульминско-Белебеевской возвышенности. Возвышенная равнина характеризуется высотными отметками 350-380 м.
Асекеевская кольцевая макроструктура резко отличается от смежных площадей своим обликом: возвышенным рельефом с высотными отметками 380 м и более; более белесым фототоном на большей части площади; довольно густой гидросетью, что возможно свидетельствует о подъёме территории. Данная структура характеризуется более высокими гипсометрическими отметками кровли кристаллического фундамента по сравнению со смежными площадями [1]. Самые высокие отметки кровли кристаллического фундамента отмечены на Татарском своде (глубина кровли менее 1600 м). Кровля фундамента погружается в стороны от Татарского свода. В близи долины реки Самара глубина кровли достигает приблизительно 3 км и более. В Предуральском прогибе кристаллический фундамент залегает на глубине 8 км и более.
Высокое залегание кровли кристаллического фундамента в пределах Асекеевской макроструктуры косвенно свидетельствует об увеличении мощности в целом кристаллического фундамента на этой территории.
При сопоставлении с геологической картой, в общем, отмечено омоложение пород на поверхности в южном направлении. В северной час-
Судариков В.Н., Калинина О.Н. Дешифрирование южной части Волго-Уральской антиклизы...
Рисунок 1. Схема дешифрирования южной части Волго-Уральской антеклизы. Космический снимок системы «Метеор»
Условные обозначения к рисункам 1 и 2
/ ~- Концентры Асекеевской кольцевой макроструктуры
- Линеамент, ограничивающий
Асекеевскую макроструктуру с юга
- Другие линеаменты
- Кольцевые структуры
- Месторождения нефти и газа
О
ü-WK г А
Рисунок 2. Асекеевская кольцевая макроструктура, расположенная в пределах Волго-Уральской антеклизы ВЕСТНИК Оренбургского государственного университета №1 (176)/январь '2015 183
ти распространены отложения уфимского и казанского ярусов верхнего отдела пермского периода. Южнее преобладают породы нижнетатарского подъяруса.
Судя по рисунку 2 можно смело предположить, что на территории этой макроструктуры сосредоточено большенство месторождений нефти и газа, а именно, большая их часть в середине между внешним, вторым и третьим концентрами [2]. Здесь наблюдаются наиболее высокие отметки рельефа и вершинная часть Татарского свода.
Концентры являются дуговыми разломами, которые влияют на формирование изгибов русел крупных рек (Волга, Кама, Белая). Следовательно, в последующие периоды времени макроструктура могла влиять на формирование тектонических структур более низких порядков, входящих в её состав. Бурением и геофизическими исследованиями установлены в её пределах многочисленные разломы, которые разграничивают блоки фундамента, дифференцированные относительно друг друга, создавая неоднородность рельефа его поверхности. Эти условия оказывают влияние на формирование и размещение месторождений нефти и газа.
Возможно, что первоначально Асекеевская макроструктура имела более полную концентрическую форму - больше чем полукруг. Впоследствии он был срезан линеаментом, природу которого логично предположить, как крупное разрывное нарушение. Южный блок при этом был опущен и сдвинут на восток. Косвенно об этом могут свидетельствовать более низкие высотные отметки в южном блоке и серийное смещение блоками складчатой части Урала, а южнее и Мугоджар на восток.
На территории, расположенной к югу от Асекеевской макроструктуры, автором выделяются два тектонических блока, резко различающихся между собой: блок I, охватывающий северную часть бассейна реки Самара; блок II расположен в междуречье Самара - Урал. Граница между ними проходит по долине реки Самара.
Блок I ограничен с севера Асекеевской макроструктурой, которая является также тектоническим блоком. Яркой особенностью блока являются строгая ориентировка многих долин крупных рек по азимуту почти 300 градусов, принадлежащих бассейну реки Самара. Реки эти следующие: Боровка, Ток, Малый Уран,
Большой Уран, Красная, Кувай. Аналогично ориентированы реки Малый Кинель, Большой Кинель, Мочегай, находящийся в пределах Асекеевской структуры. По прямолинейным разломам этих рек проведены линеаменты.
В статье Решетовой Л.Н., занимавшейся дешифрованием аэроснимков площади бассейна реки Самара, говорится о том, что параллельность крупных рек служит надежным индикатором линейных разрывных структур и наследует простирание активных разломов и зон трещиноватости [5]. На основе сопоставления полученных результатов с геофизическими и другими материалами Решетова Л.Н. пришла к выводу о контроле структурными формами фундамента планового рисунка рек. Эти реки отражают простирание разрывных нарушений, которые ограничивают пластины тектонических блоков (их водоразделов), запрокинутых на север. Структура фототона блока среднепятни-стая, текстура - слабо-полосчатая, ориентированная согласно рекам.
На площади описываемого блока распространены осадочные отложения верхнетатарского подъяруса верхней перьми, лишь в южной приграничной зоне они погружаются под тер-ригенные образования триасовой системы. Для описываемого блока характерны высотные отметки 330-300 м кристаллический фундамент находится на глубине 3 км.
Если сравнить полученные данные с картами тектонических нарушений, выявленных в результате проведенных буровых работ и геофизических исследований [1], [7], то отдешиф-рированные линеаменты многими фрагментами совпадают по простиранию с разломами, цепочками нефтегазовых месторождений. Доминирующие линеаменты блока также совпадают с главными линеаментами, показанными на схеме дешифрирования Николенко В.А.
Отдешифрированные линеаменты четко направлены согласно простиранию изогипс до-девонской поверхности и по кровле афонинско-го горизонта, что косвенно свидетельствует о взаимосвязи линеаментов с глубинными структурами.
Блок II - междуречье рек Самара и Урал -резко отличается от вышележащего блока меньшим количеством рек и по их протяженности они значительно уступают рекам северной части бассейна реки Самары. Их всего 4 - это Бузулук -
Судариков В.Н., Калинина О.Н.
Дешифрирование южной части Волго-Уральской антиклизы..
приток реки Самара; Чаган, Иртек и Кинделя -притоки реки Урал. Ориентировка этих рек в основном субширотная. Широтный отрезок реки Бузулук ориентирован уже по азимуту 285 градусов, Чаган - 270 градусов, Урал - 255 градусов.
Структура фоторисунка блока в основном мелкопятнистая, текстура с субширотной слабой полосчатостью. На площади блока распространены мезозойские осадочные отложения. На поверхности встречаются небольшие возвышенности, называемые сыртами. Высотные отметки в основном отмечаются в пределах 270-170 м и ниже, что заметнее ниже, чем в предыдущем блоке. Геолого-геофизические материалы и результаты исследований разных авторов выявили множество разломов, флексур и линеаментов субширотного направления [1], [4], [6].
Выявленные в различных тектонических блоках кольцевые структуры, диаметр которых достигает в среднем около 30 км, обязательно вмещают месторождения нефти и газа.
Дешифрировочными признаками линеа-ментов являются прямолинейные протяженные русла рек, прямолинейные границы контрастных по фототону смежных площадей.
Изогипсы в пределах блока II как по фундаменту, так и по некоторым другим стратиграфическим горизонтам, характеризуются субширотной ориентировкой особенно вблизи зоны сочленения с Прикаспийской синеклизой. Отдешифрованные автором линеаменты также четко ориентированы в субширотном направлении согласно с результатами исследований вышеприведенных авторов, в том числе фрагментарно совпадает с тектоническими нарушениями, показанными на карте кристаллического фундамента [3].
Часть цепочек месторождений нефти и газа также ориентированы в широтном направлении.
Примечательно, что в зоне рассматриваемой сочленения на карте кристаллического фундамента в субширотном направлении простирается толща офиолитов протерозойского возраста от западной границы области и заканчивается несколько севернее среднего течения реки Кинделя. Далее толща простирается к северо-востоку. Ширина офиолитовой толщи колеблется от 20 км до 40 км в северо-восточной части. Распространение офиолитов сопровождается разломами. Офиолиты представлены габброидами, перидотитами, серпентинитами
[3]. Подобный набор пород весьма характерен для глубинных слоев океанической коры и риф-товых зон в океанах.
Зона сочленения Волго-Уральской антиклизы с Прикаспийской синеклизой является сложной тектонической структурой широтного простирания. Она характеризуется обилием разломов и линеаментов разного уровня, наличием флексур. К этой зоне приурочены многие месторождения углеводородов. Кровля кристаллического фундамента здесь опускается на глубину около 4 км и более [1]. Наличие мощной офиолитовой толщи в кристаллическом фундаменте, свидетельствует об интенсивных тектонических процессах, происходивших в протерозойское время в описываемой зоне, возможно связанных с взаимодействием литосферных плит.
Присутствие офиолитовой толщи в зоне сочленения Волго-Уральской антиклизы с Прикаспийской синеклизой вряд ли можно назвать случайным совпадением. Здесь можно сделать предположение об унаследованности сложных тектонических процессов в большом диапазоне времени.
Выводы
Выявленая древняя (АИ-РИ) макроструктура, диаметр которой достигает 460 км, относится к типичным гнейсо-складчатым структурам. К её тектонически раздробленной вершинной части, расположенной в центре макроструктуры, приурочены многие месторождения нефти и газа.
Впервые отдешифрированые тектонические блоки I и II, резко разнятся между собой.
- блок I охватывает северную часть бассейна реки Сакмара: доминирующее направление линеаментов в блоке ориентировано по азимуту 279°.
- блок II охватывает междуречье Урал-Сакмара, в котором доминирующие линеамен-ты ориентированы в широтном направлении.
Сопоставление данных дешифрирования с геолого-геофизическими материалами свидетельствуют о взаимосвязи с глубинными структурами.
В зоне сочленения Волго-Уральской анти-клизы и Прикаспийской синеклизы отдешиф-рированны многочисленные линеаменты субширотного простирания согласные с простиранием многочисленных разломов и флексур, вы-
явленным ранее по геолого-геофизическим данным. Полученные результаты позволяют судить о том, что существует тесная связь между дешифрированными на космоснимках кольцевыми структурами и линеаментами со структурно-тектоническими планами осадочного чехла и кристаллического фундамента.
Согласно выявленным доминирующим направлениям линеаментов в тектонических бло-
ках земной коры часто ориентированы отдельные группы месторождений нефти и газа. Отмечено пространственное совпадение выявленных кольцевых структур к уже разведанным нефтегазоносным месторождениям.
Четкая выраженность линеаментов и их обилие на поверхности свидетельствуют об активизации глубинных тектонических структур в настоящее время в регионе.
26.11.2014
Список литературы:
1. Геологическое строение и нефтегазоностность Оренбургской области - Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1997. - 272 с. - ISBN 5-88788-023-6
2. Дикенштейн, Г.Х. Тектоника нефтегазоносных провинций и областей СССР: справочник / Г.Х. Дикенштейн, С.П. Максимов, Т.Д. Иванова. - М.: Недра, 1982. - 223 с.: ил. - Библиогр.: с. 221-222.
3. Дубинин, В.С. Особенности геологического строения кристаллического фундамента и закономерности размещения месторождений нефти и газа в юго-восточной части Волго-Уральской антеклизы / В.С. Дубинин // Недра Поволжья и Прикаспия. - Саратов: Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики, 1996. - вып. 10 (январь).
4. Космофототектоническая карта Арало-Каспийского региона. Масштаб 1 : 2500000 / Министерство геологии СССР Министерство нефтяной промышленности, Академия наук СССР, Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР, Всесоюзное научно-производственное объединение «Аэрогеология», Институт геологии и разработки горючих ископаемых, Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа»; составители специального содержания карты и авторы текста: Л.Ф. Волчегурский, В.Т. Воробьев, А.Б. Галактионов, В.В. Козлов, Д.С. Оруджева, А.А. Ромашов. Редакторы: В.Н. Брюханов, Н.А. Еременко. - М.: ГУГК, 1978.
5. Решетова, Л.Н. Связь речной сети с тектоническим строением Оренбургской части Общего Сырта / Л.Н. Решетова // Вестник Моск. унив-та. сер. 5 «География», 1987, №1. - С. 59-63.
6. Соколов, А.Г. Построение карт тектонических нарушений в качестве основы для прогноза нефтегазоперспективных зон приразломного типа / А.Г. Соколов, С.Ю. Киселев // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук, специальный выпуск «Проблемы нефти и газа», 2004. - C. 18-27. - 269 с.
7. Металлогения структурных линеаментов и концентрических структур / И.Н. Томсон [и др.] - М.: Недра,1984. - 272 с., ил.
8. Яхимович, Н.Н. Использование космической информации при выделении наложенных (сквозных) зон структурного контроля нефтегазоносности (на примере платформенной части Оренбургской области) / Н.Н. Яхимович // Прогноз локальных структур по аэрокосмическим материалам: сборник научных трудов. - М.: ВНИГНИ, вып. 252, 1984. - C. 116-124. - 172 с.
Сведения об авторах:
Судариков Владимир Николаевич, старший преподаватель кафедры геологии геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета
Калинина Ольга Николаевна, ассистент кафедры геологии геолого-географического факультета
Оренбургского государственного университета
460018, г. Оренбург, пр-т Победы, 13, ауд. 3211, тел. (3532) 372543, е-шаП: aninilak@mail.osu.ru
